ISO/ANSI C
Dostęp do plików
• Plik to uporządkowany ciąg danych
• Dostęp do danych w pliku jest sekwencyjny,
tj. istnieje pojęcie elementu aktualnego (tzw. wskaźnika pliku). Możliwy dostęp do danych w pliku jest tylko tam, gdzie wskazuje wskaźnik. Można dokonać przesunięcia wskaźnika elementu aktualnego
lub też przenieść go od razu na początek lub koniec całego pliku.
• Do elementów pliku nie można się odwoływać tak swobodnie, jak do elementów tablicy – tj. po indeksie
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 71
ISO/ANSI C – dostęp do plików
FILE* - wskaźnik na strukturę zawierającą informacje o pliku, do których samodzielnie programista nigdy się nie odwołuje; FILE to alias, który zastępuje nazwę tej struktury.
Nigdy nie deklaruje się w programie zmiennej typu FILE. Taka zmienna tworzona jest na żądanie jako dynamiczna, a program korzysta wyłącznie ze wskaźnika na tę zmienną.
Otwieranie pliku:
FILE *fopen(const char *nazwapliku, const char *tryb);
Jeżeli zwrócona wartość nie jest NULL, to znaczy, że plik udało się pomyślnie otworzyć
72
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
FILE *fopen( const char *nazwapliku, const char *tryb );
<stdio.h>
tryby otwarcia:
r– do odczytu
w– do zapisu (jeżeli plik o podanej nazwie już istniał, to jest kasowany) a– do pisania na końcu pliku (dołączania), jeżeli coś w nim już było zapisane
(jeżeli taki plik nie istnieje – tworzy nowy) r+- do odczytu i zapisu (plik musi już istnieć)
w+- do odczytu i zapisu (plik nie może jeszcze istnieć, jeżeli istnieje, to istniejąca wersja jest kasowana)
a+- do odczytu i dołączania (jeżeli plik nie istnieje, jest tworzony) Jaka jest różnica między ‘a’ i ‘a+’?
73
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
FILE *fopen( const char *nazwapliku, const char *tryb );
<stdio.h>
tryby otwarcia:
r– do odczytu
w– do zapisu (jeżeli plik o podanej nazwie już istniał, to jest kasowany) a– do pisania na końcu pliku (dołączania), jeżeli coś w nim już było zapisane
(jeżeli taki plik nie istnieje – tworzy nowy) r+- do odczytu i zapisu (plik musi już istnieć)
w+- do odczytu i zapisu (plik nie może jeszcze istnieć, jeżeli istnieje, to istniejąca wersja jest kasowana)
a+- do odczytu i dołączania (jeżeli plik nie istnieje, jest tworzony) Jaka jest różnica między ‘a’ i ‘a+’?
Aby odpowiedzieć, najpierw należy coś wyjaśnić.
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 74
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Przykład: IBM System/360. Nie ma jeszcze monitora, dlatego ..
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 75
70 71
72 73
74 75
Tryb dostępu do plików: tekstowy vs. binarny
W trybie tekstowym istnieje specjalny znak oznaczający koniec pliku (EOF):
1. Unix – Ctrl-D (kod ASCII 04) 2. Win – Ctrl-Z (kod ASCII 26)
(ale getchar() zwróci -1, kiedy napotka EOF) oraz dwa znaki: CR i LF (kody ASCII: 13 i 10) razem oznaczające koniec linii.
Otwarcie pliku w trybie tekstowym sprawia, że:
1. najpierw w pliku znajdowane jest pierwsze wystąpienie EOF i usuwane.
Po zakończeniu pracy w chwili zamknięcia pliku EOF jest dodawany na końcu pliku
2. każdorazowe wczytanie z pliku pary znaków CR-LF powoduje zwrócenie programowi tylko LF. Odwrotnie, wysyłanie do pliku tylko LF (znak ‘\n’) powoduje w rzeczywistości zapisanie w pliku CR-LF
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 76
Tryb dostępu do plików: tekstowy vs. binarny
Otwarcie pliku w trybie binarnym sprawia, że żadne manipulacje ze znakami EOF ani CR-LF opisane na poprzednim slajdzie nie są wykonywane.
Uwagi:
Otwarcie w trybie binarnym może zostać wymuszone poprzez dopisanie znaku ‘b’ w definicji trybu otwarcia, np. ‘rb’, natomiast w trybie tekstowym – znaku ‘t’, np. ‘rt’
Jeżeli tryb otwarcia nie jest podany jawnie, domyślnie tryb jest odczytywany ze zmiennej globalnej ‘_fmode ’. Domyślnym ustawieniem tej zmiennej w systemie jest wartość _O_TEXT ,
co oznacza tryb tekstowy.
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 77
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Wróćmy do pytania: jaka jest różnica między ‘a’ i ‘a+’?
‘a+’ pozwala również na odczyt, ale przy każdej próbie zapisu wskaźnik pliku jest automatycznie przesuwany na koniec pliku, tak aby żadne dane nie zostały utracone (w innych trybach przejście z odczytu na zapis często wymaga ręcznego przesunięcia wskaźnika pliku – będzie o tym na następnych slajdach).
78
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
‘a’ – otwiera plik w trybie pisania na końcu pliku, ale nie usuwa znaku EOF, tylko dopisuje nowe dane od razu (jak w trybie binarnym)
‘a+’ – otwiera plik w trybie czytania i dołączania, usuwa znak EOF na końcu pliku, a następnie dopisuje (jak w trybie tekstowym).
Opis wg MSDN (niejasny i częściowo nieprawdziwy)
UWAGA
W dalszej części będziemy zajmować się wyłącznie trybem tekstowym, który nie wymaga żadnych szczególnych ustawień w wywołaniach funkcji bibliotecznych bo jest trybem domyślnym.
79
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Otwieranie pliku – przykład:
FILE* stream;
if((stream = fopen( "crt_fopen.c", "r" )) == NULL) printf("Pliku 'crt_fopen.c' nie otwarto\n");
else
printf("Plik 'crt_fopen.c' został otwarty\n");
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 80
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Otwieranie i zamykanie pliku – przykład:
int fclose( FILE *stream ); <stdio.h>
FILE* stream;
if((stream = fopen("foo.c", "r")) == NULL) printf("Pliku 'foo.c' nie otwarto\n" );
else
printf("Plik 'foo.c' został otwarty\n");
if(fclose( stream ))
printf("Plik 'foo.c' nie został zamknięty\n");
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 81
76 77
78 79
80 81
Formatowane czytanie z pliku otwartego w trybie tekstowym
• Po otwarciu pliku otrzymujemy prawo dostępu do tekstu w pliku.
• Dane reprezentowane są jako strumień znaków.
• Po otwarciu mamy prawo do odczytu pierwszego elementu w pliku (pierwszego znaku).
• Aktualną pozycję w pliku, z której w danej chwili mamy prawo czytać, określa wskaźnik pliku.
• Po odczycie wskaźnik pliku przesuwa się w przód o tyle bajtów, ile zostało odczytanych.
• Wskaźnika nie można cofać (!).
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 82
Formatowane czytanie z pliku
int fscanf( FILE *stream,
const char *format [, argument ]... );
FILE *stream;
char s[50];
if((stream = fopen( "crt_test.txt","r")) == NULL) exit( 0 );
fscanf( stream, "%s", s ); /* łańcuch tekstowy do pierwszej spacji */
fclose( stream );
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 83
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Formatowane zapisywanie do pliku
int fprintf( FILE *stream,
const char *format [, argument ] ... );
FILE *stream;
char s1[] = "I am Groot!";
char s2[] = "I thought it was a good plan.";
char c = '\n';
if((stream = fopen("crt_test.txt","a+" )) == NULL) exit( 0 );
fprintf( stream, "%s%c", s1, c );
fprintf( stream, "%s", s2 );
fclose( stream );
84
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Odczyt z pliku o nieznanym rozmiarze
int feof( FILE *stream);
Przykład:
FILE *stream;
char buf[20];
if((stream = fopen("abc.txt", "r")) == NULL) exit( 0 );
fscanf(stream, "%s", buf);
while (!feof(stream)) { printf("%s", buf);
fscanf(stream, "%s", buf);
}
fclose(stream);
return 0;
85
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Odczyt z pliku o nieznanym rozmiarze
int feof( FILE *stream);
• feof sprawdza stan flagi w strumieniu stream.
• Aby zwrócił wartość 1, flaga musi być zapalona.
• Aby flaga była zapalona, znak EOF musi zostać pobrany z pliku.
Ostatnie znaki w pliku – dwa przypadki:
1.
2.
fscanf(stream, "%s", buf); // odczyt słowa: Groot!
1. Pobranie znaku końca linii kończy wczytywanie słowa,
2. Pobranie znaku EOF kończy wczytywanie słowa – flaga jest zapalana (!)
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 86
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Odczyt z pliku o nieznanym rozmiarze
FILE *stream;
char buf[20];
if((stream = fopen("abc.txt", "r")) == NULL) exit( 0 );
fscanf(stream, "%s", buf); // fscanf #1 while (!feof(stream)) {
printf("%s\n", buf);
fscanf(stream, "%s", buf); // fscanf #2 }
fclose(stream);
return 0;
1. 2.
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 87
82 83
84 85
86 87
Odczyt z pliku o nieznanym rozmiarze
FILE *stream;
char buf[20];
if((stream = fopen("abc.txt", "r")) == NULL) exit( 0 );
while (!feof(stream)) {
fscanf(stream, "%s", buf); // fscanf #1 printf("%s\n", buf);
}
fclose(stream);
return 0;
1. 2.
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 88
Odczyt z pliku o nieznanym rozmiarze
FILE *stream;
char buf[20];
if((stream = fopen("abc.txt", "r")) == NULL) exit( 0 );
while (!feof(stream)) {
fscanf(stream, "%s", buf); // fscanf #1 printf("%s\n", buf);
}
fclose(stream);
return 0;
Odczyt z pustego pliku:
Co to jest?!
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 89
UWAGA!
Tyle informacji wystarczy, żeby wykonać pierwsze zadania dotyczące dostępu do plików, jakie będą realizowane na laboratoriach.
Następne slajdy dotyczą dostępu do plików w sposób, jaki może okazać się przydatny przy realizacji zadania semestralnego.
90
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C
Dostęp do plików w trybie tekstowym znak po znaku
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Czytanie z pliku
int fgetc( FILE *stream );
<stdio.h>
FILE *stream;
char buffer[81];
int i, ch;
if((stream =
fopen("test.txt","r"))
== NULL ) exit( 0 );
ch = fgetc( stream );
for(i=0; (i < 80 ) &&
(feof(stream)==0);i++) {
buffer[i] = (char)ch;
ch = fgetc( stream );
}
buffer[i] = '\0';
printf( "%s\n", buffer );
fclose( stream );
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 92
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Czytanie z pliku
int fgetc( FILE *stream );
/* zaimplementowane jako funkcja */
int getc( FILE *stream );
/* zaimplementowane jako funkcja i makro */
Działa tak samo.
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 93
88 89
90 91
92 93
Pisanie do pliku
int fputc( int c, FILE *stream );
FILE *stream;
char strptr[] = "Volume 2 is fine.\n";
char *p;
if( (stream = fopen( "crt_test.txt", "w" )) == NULL ) exit( 0 );
p = strptr;
while( (*p != '\0') && fputc( *(p++), stream ) != EOF );
fclose( stream );
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 94
fgetc, getc i putc są niepraktyczne, jeżeli mamy działać na
danych tekstowych, reprezentujących wartości o znaczeniu leksykalnym (np. słowa, liczby).
fgetc, getc i putc wymagają w programie dodatkowego kodu
służącego do analizy wczytanych znaków, aby prawidłowo określić, czy jest to np. liczba oraz czy ta liczba jest poprawnie zapisana. tymczasem są inne funkcje biblioteczne, które taką analizę mają już wbudowaną w sobie i służą np. do odczytywania całych liczb lub całych słów.
Dlatego, o ile to możliwe, należy jednak stosować formatowany dostęp do plików.
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 95
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Pisanie do pliku serii znaków
int fputs( const char *string, FILE *stream );
FILE *stream;
char strptr[] = "I am Groot!\n";
if((stream = fopen("crt_test.txt", "w")) == NULL) exit( 0 );
fputs( strptr, stream );
fclose( stream );
96
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Dygresja:
fputs vs. puts
fputs – pisze do wskazanego strumienia (pierwszy argument wywołania) puts – pisze do standardowego strumienia wyjściowego (okno konsoli)
putsdołącza na końcu znak nowej linii '\n'
97
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików Manipulowanie wskaźnikiem bieżącego elementu w pliku
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Czytanie z pliku
• Po otwarciu pliku otrzymujemy prawo dostępu do danych w pliku
• Dane reprezentowane są jako strumień
• Po otwarciu mamy prawo do odczytu pierwszego elementu w pliku (pierwszego bajtu)
• Aktualną pozycję w pliku, z której w danej chwili mamy prawo czytać, określa wskaźnik pliku
• Po odczycie wskaźnik pliku przesuwa się w przód o tyle bajtów, ile zostało odczytanych
• Wskaźnika nie można cofać (w zasadzie..)
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 99
94 95
96 97
98 99
int fseek( FILE *stream, long offset, int origin );
<stdio.h>
stream – wskaźnik do otwartego pliku
offset – liczba bajtów od miejsca wskazywanego przez origin origin – stała:
SEEK_CUR – bieżąca pozycja wskaźnika SEEK_END – koniec pliku
SEEK_SET – początek pliku
fseek zwraca zero, jeżeli przesunięcie wskaźnika pliku się powiodło, lub wartość niezerową w przeciwnym przypadku
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 100
int fseek( FILE *stream, long offset, int origin );
<stdio.h>
fseek to funkcja ryzykowna, np.:
– kiedy plik jest otwarty w trybie do dołączania (‘a’ lub ‘a+’), bieżącą pozycją wskaźnika w pliku jest rezultat ostatniej operacji We/Wy.
Jeżeli takiej operacji jeszcze nie było (plik został tylko otwarty), wskaźnik wskazuje na pierwszy element pliku (!)
– dla plików otwartych w trybie tekstowym znaki nowej linii (CR-LF) wprowadzają funkcje fseek w błąd i mogą powodować nieoczekiwane rezultaty jej działania. Poprawne działanie jest gwarantowane tylko gdy offset jest ustawione na 0 (położenie określone jest tylko przez ostatni parametr: origin).
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 101
ISO/ANSI C – dostęp do plików
FILE *stream;
char line[81];
int result;
stream = fopen( "fseek.out", "w+" );
if( stream == NULL ) printf( "Plik nie został otwarty\n" );
else {
fprintf( stream, "fseek przesunie tutaj: abrakadabra.\n" );
result = fseek( stream, 23L, SEEK_SET);
if( result ) printf( "Fseek nie powiodl sie" );
else {
printf( "Wskaznik jest ustawiony w polowie linii.\n" );
fscanf( stream, "%s", line );
printf( "%s", line );
}
fclose( stream );
} /* co pojawi się w oknie konsoli? */
102
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
void rewind( FILE *stream );
przesuwa wskaźnik pliku na początek pliku
Działa tak samo jak:
fseek( stream, 0L, SEEK_SET );
ale rewind nie zwraca wartości informującej czy przesunięcie wskaźnika się powiodło
103
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
FILE *stream;
int data1, data2;
data1 = 1;
data2 = -37;
if( (stream = fopen( "crt_rewind.out", "w+" )) != NULL ) { fprintf( stream, "%d %d", data1, data2 );
printf( "Wartosci zapisane to: %d i %d\n", data1, data2 );
rewind( stream );
fscanf( stream, "%d %d", &data2, &data1 );
printf( "Wartosci odczytane to: %d i %d\n", data1, data2 );
fclose( stream );
} /* co pojawi się w oknie konsoli? */
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 104
ISO/ANSI C – dostęp do plików
int fflush( FILE *stream );
• Wypchnięcie z tzw. strumienia (tj. bufora pliku) znajdujących się tam danych (jeżeli pomyślne, zwraca zero, jeżeli nie – EOF)
• Jeżeli plik był otwarty do zapisu, dane są natychmiast przepisywane do pliku. Jeżeli do odczytu – dane z bufora są tracone, a bufor staje się pusty
• fflush(NULL)wymusza zapisanie do plików danych ze wszystkich strumieni otwartych w trybie do zapisu
• Strumienie są zarządzane przez system operacyjny, który sam decyduje, kiedy przepisać dane z rzeczywistego pliku (np. albo w momencie zamykania pliku, albo kiedy już bufor jest zapełniony, albo też kiedy program kończy się poprawnie jednak bez wywołania polecenia zamykającego plik)
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 105
100 101
102 103
104 105
Oprócz strumieni otwieranych przez użytkownika istnieją trzy strumienie standardowe otwierane przez system i dostępne w programie (biblioteka <stdio.h>):
• stdin – standardowe wejście, np. klawiatura
• stdout – standardowe wyjście, np. okno konsoli
• stderr – standardowy strumień dla komunikatów o błędach, np. okno konsoli
Te trzy zmienne są const i nie można ich zapisać innymi wartościami. Można je natomiast przekierować używając funkcji freopen
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 106
FILE *freopen( const char *path, const char *mode, FILE *stream );
Zamyka plik przypisany do aktualnie otwartego strumienia i przypisuje zmienną stream do pliku wskazywanego przez path
Typowo funkcja jest używana do przekierowywania strumieni standardowych stdin, stdout, stderr
Argument mode przyjmuje takie same wartości jak w funkcji fopen
Przykład:
stream = freopen( "freopen.out", "w", stderr );
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 107
ISO/ANSI C – dostęp do plików
int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos);
int fsetpos(FILE *stream, const fpos_t *pos);
• Odczyt aktualnej pozycji wskaźnika pliku lub przesuniecie go w nowe miejsce. Jeżeli pomyślnie, funkcja zwraca zero.
• Pozycja wskaźnika musi być przechowywana w zmiennej typu
fpos_t.• Pozycja wskaźnika jest interpretowana jako numer bajtu.
108
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
FILE *stream;
fpos_tpos;
char buffer[20];
if( (stream = fopen( "crt_fgetpos.txt", "rb" )) == NULL ) printf( "Trouble opening file\n" );
else { pos = 14;
if( fsetpos( stream, &pos ) != 0 ) perror( "fsetpos error" );
fread( buffer, sizeof( char ), 10, stream );
printf( "10 bytes at byte %I64d: %.10s\n", pos, buffer );
fclose( stream );
}
sizeof()– zwraca liczbę bajtów zajmowanych przez zmienne danego typu 109
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa
ISO/ANSI C – dostęp do plików
Uwaga:
jeżeli zdecydowano otworzyć plik w trybie ‘r+’, ‘w+’ lub ‘a+’
i następuje zmiana z czynności zapisu do czynności odczytu, lub odwrotnie, to musi być najpierw wywołana funkcja fflush, fsetpos, fseek, lub rewind, która prawidłowo ustawi wskaźnik pliku.
© UKSW, WMP. SNS, Warszawa 110
